
Java基础常见面试题总结(下)女:你好,我们今天来聊聊Java面试里的一些高频基础题吧。我最近在学习,发现有些概念还挺绕的。比如,我们天天都在说异常,那在Java里,Exception 和 Error 到底有什么区别呢? 男:问得好,这确实是面试的开场题之一。简单来说,它们都继承自一个叫 Throwable 的“老祖宗”,但性格完全不同。你可以把 Exception 想象成程序里可预见的“小意外”,比如你想读一个文件但它不存在。这种意外,程序本身是可以处理的,我们可以用 try-catch 把它“接住”,然后决定是提醒用户还是换个文件读。而 Error 呢,就是“天灾”级别的,比如JVM虚拟机自己没内存了(OutOfMemoryError),或者某个类的定义找不到了(NoClassDefFoundError)。这种问题通常是程序自身无法解决的,就像大楼地基塌了,你在楼里做什么修补都意义不大了。所以我们一般不建议,也没法去捕获Error,JVM遇到这种事,通常会直接让线程终止。 女:原来如此,Exception是能处理的意外,Error是处理不了的灾难。那在Exception里,我总听到两个词:Checked Exception和Unchecked Exception,它们又有什么区别呢? 男:这个区分是Java设计里一个很有意思的点。Checked Exception,我们叫它“受检查异常”,它非常有“契约精神”。Java编译器会强制你必须处理它,要么用try-catch捕获,要么在方法上用throws声明抛出去,告诉调用者“我这里可能会出这个错,你得注意”。比如我们做IO操作,像FileNotFoundException,编译器一眼就能看到,你不处理,代码根本通不过编译。这就像签合同,风险条款必须白纸黑字写清楚。 女:那Unchecked Exception呢?是不是就不用管了? 男:对,Unchecked Exception,也就是“不受检查异常”,编译器对它就“睁一只眼闭一只眼”了,你可以处理,也可以不处理,编译都能通过。它主要是指 RuntimeException 和它的所有子类。比如我们最常见的NullPointerException(空指针),ArrayIndexOutOfBoundsException(数组越界),这些通常都是代码逻辑写得不严谨导致的,属于程序员应该在编码时就避免的“bug”。所以,Java的设计者认为,这类问题不应该强制你处处catch,否则代码就太臃肿了。 女:我明白了,一个是“必须处理的外部风险”,一个是“应该避免的内部逻辑错误”。那我们处理异常时,Throwable这个基类本身有没有提供一些好用的方法呢? 男:当然有。Throwable提供了几个核心方法来帮我们追踪问题。最常用的是printStackTrace(),它会把完整的异常堆栈信息打印到控制台,从哪儿错的,怎么调过来的,一目了然,是我们调试的“GPS”。如果你想获取更简洁的信息,可以用getMessage(),它只返回异常的描述信息,比如“文件未找到”。还有个toString(),它会给出异常类型和描述信息。这几个方法是我们诊断问题的基本工具。 女:说到处理异常,try-catch-finally这个组合我倒是天天用。不过它具体是怎么个用法和执行顺序呢? 男:try-catch-finally是异常处理的“三剑客”。try块里放的是可能出问题的代码,像一个“雷区”。catch块就是“排雷兵”,专门捕获并处理try块里抛出的特定类型的异常。而finally块是“清扫战场”的,无论try块里的代码是否发生异常,无论异常是否被catch捕获,finally里的代码最后都会被执行。它最经典的应用场景就是释放资源,比如关闭文件流、数据库连接,确保这些重要操作总能被执行,避免资源泄漏。 女:你刚刚说finally里的代码“最后都会被执行”,那有没有什么情况是,finally里的代码其实不会执行的? 男:问到点子上了,面试官就喜欢问这种“绝对”说法的反例。finally虽然很强大,但它也不是万能的。有一种情况它就无能为力:如果在try或catch块里,你调用了System.exit(1),这个是直接终止当前Java虚拟机的命令。JVM都“关机”了,finally自然也就没机会执行了。另外还有两种更极端的情况,比如程序所在的线程直接“死亡”了,或者物理上CPU被关闭了,那也执行不到了。所以,说finally“几乎”总会执行,是比较严谨的。 女:哇,还有这种细节。另外,我注意到Java 7之后好像有个叫try-with-resources的语法,说是可以替代try-catch-finally,这个该怎么用呢? 男:try-with-resources是Java 7带来的一个巨大福音,专门用来优雅地处理那些需要关闭的资源。任何实现了AutoCloseable或Closeable接口的类,比如各种IO流,都可以用它。用法非常简洁,你直接在try后面的括号里声明并初始化资源,比如try (Scanner scanner = new Scanner(new File("test.txt")))。这样,当try块执行完毕,不管正常结束还是发生异常,Java都会自动帮你调用这个资源的close()方法。代码不仅更短、更清晰,而且还能避免忘记关闭资源导致的潜在问题。《Effective Java》这本书里就强烈推荐我们优先使用它。 女:那在使用异常的时候,有没有什么最佳实践或者需要特别注意的地方? 男:有几点非常重要。第一,不要把异常定义为静态变量,因为异常对象包含了堆栈信息,如果是静态的,多线程下信息就会错乱。每次都应该new一个新的异常对象抛出。第二,抛出的异常信息要有意义,别抛一个Exception然后里面什么信息都没有。第三,尽量抛出具体的异常,比如能抛NumberFormatException就别抛它爹IllegalArgumentException,这样问题定位更准。最后一点,避免重复打印日志。如果底层的代码已经catch并详细记录了异常,上层业务代码只是把它继续往上抛,那就没必要再打一遍日志了,否则日志文件会变得很臃-肿,干扰问题排查。 女:好,异常这部分清晰多了。我们换个话题,聊聊泛型吧。到底什么是泛型?它有什么作用? 男:泛型(Generics)是JDK 5引入的一个里程碑式的特性。你可以把它想象成一个“类型占位符”。在没有泛型之前,像ArrayList这样的集合,你什么都能往里放,Integer、String、Cat、Dog,它都当成Object类型存着。取出来用的时候,你就得手动做类型转换,比如 (String)list.get(0)。这有两个大问题:一是容易出错,万一把一个Integer错当成String来转,运行时就会抛出ClassCastException;二是代码可读性差,不看上下文,你根本不知道这个List里到底应该放什么。泛型就是来解决这个的。通过ArrayList,我们明确告诉编译器,这个List只能放String,放别的类型,编译阶段就直接报错。取出来的时候,也不用你手动转了,编译器帮你搞定。所以,泛型的核心作用就是:提高代码的可读性和稳定性。 女:原来是为了在编译期就锁定类型,保证安全。那泛型的使用方式有哪几种呢? 男:主要有三种。第一种是泛型类,就像我们刚刚说的ArrayList,在定义类的时候,用一个T或E这样的标识符作为类型参数。实例化这个类的时候,比如new ArrayList(),再指定具体的类型。第二种是泛-型接口,和泛型类很像,比如public interface Generator,实现这个接口的类可以选择指定具体类型,也可以继续把泛型带下去。第三种是泛型方法,它更灵活,可以在一个普通类里定义一个方法,这个方法自己有泛型参数,不受类本身是不是泛型类的限制。比如写一个工具方法,打印任何类型的数组,就可以定义成public static void printArray(E[] inputArray),这样它就能同时接受Integer数组和String数组了。 女:听起来很灵活。那在实际项目中,我们一般都在哪些地方用到泛型呢? 男:用得非常多。一个最典型的场景就是封装通用的API返回结果。我们常常会定义一个CommonResult这样的类,T就是泛型,代表具体返回的数据。如果是返回用户信息,T就是User对象;如果是返回文章列表,T就是List 。这样,整个项目的返回结构就统一了。另外,像写一些通用的工具类,比如你提到的Excel导出工具ExcelUtil,用泛型T来动态指定要导出的数据类型,也非常普遍。基本上,只要你想写一段能处理多种数据类型的通用、安全的代码,泛型就是首选。 女:好,下一个话题,反射。这个词听起来就很高深,到底什么是反射? 男:反射(Reflection)确实听起来有点玄学,但理解了就很简单。你可以把它想象成程序拥有了“照镜子”的能力。通常,我们的代码在编译的时候,要调用哪个类的哪个方法都是写死的。但反射允许我们的程序在运行时,才去动态地了解一个类的信息,比如这个类有哪些方法、哪些属性,它的构造函数是什么样的。不仅能看,还能动!它可以在运行时动态地创建对象、调用方法、修改属性,哪怕这些方法或属性是private的。正是这种在运行时“反观自身”并进行操作的能力,让Java变得异常灵活。 女:听起来非常强大,但凡事都有两面性,反射有什么优缺点呢? 男:说得没错。它的优点显而易见:灵活性和动态性。这是很多高级框架存在的基石,像Spring、MyBatis,它们的核心功能,比如依赖注入、AOP,都离不开反射。它能让代码高度解耦,变得非常通用。但缺点也很突出。首先是性能开销,反射调用比直接调用要慢,因为它涉及动态解析和查找,绕过了JIT编译器的很多优化。其次是安全性问题,反射能破坏类的封装性,连private成员都能访问,这可能会带来安全隐-患。最后,过度使用反射会让代码变得复杂,可读性和维护性下降,因为很多错误要到运行时才会暴露,不像编译期错误那么容易发现。 女:既然有性能和安全问题,为什么还有那么多框架在用呢?它具体的应用场景有哪些? 男:好问题!这恰恰说明了它的价值。虽然有缺点,但在某些场景下,它带来的灵活性是不可替代的。我们平时写的业务代码可能很少直接用,但我们无时无刻不在享受它带来的便利。举几个例子:第一个是Spring的依赖注入(DI)。Spring启动时会扫描你的代码,看到@Autowired注解,就用反射找到对应的Bean,再用反射把它注入到你的字段里。第二个是动态代理和AOP。你想在某个方法执行前后自动打印日志或开启事务,AOP就能做到。JDK动态代理就是利用反射,在调用真实方法前后“加戏”,那个核心的method.invoke(target, args)就是反射调用。第三个是MyBatis这样的ORM框架。它能把数据库查出的一行数据,自动变成一个Java对象。怎么做到的?就是通过反射获取你Java类的所有属性,然后把查询结果按名字一个一个地用反射给你set进去。所以说,没有反射,就没有现在这些“自动化”和“智能化”的框架。 女:原来我们天天都在和反射打交道!那和反射经常一起出现的“注解”又是什么呢? 男:注解(Annotation)是JDK 5引入的另一个重要特性。你可以把它看作是一种特殊的“标签”,贴在类、方法或变量上,用来给它们附加一些元数据信息。这些信息可以被编译器或者程序在运行时读取和使用。比如我们最熟悉的@Override,就是贴在方法上的一个标签,告诉编译器“这个方法是重写父类的”,编译器就会帮你检查是不是真的写对了。从本质上看,注解其实是一个继承了Annotation的特殊接口。
Java基础常见面试题总结(中)女:欢迎收听我们的Java面试小课堂,上一期我们聊了Java的基础语法,今天我们来深入探讨一下Java的灵魂——面向对象。我们总说Java是面向对象的语言,那这个“面向对象”和另一个常听到的“面向过程”,它俩到底有什么区别呢? 男:问得好,这个问题是理解Java设计哲学的起点。简单来说,它们是两种解决问题的思路。面向过程,就像一个厨师严格按照菜谱做菜,第一步做什么,第二步做什么,一步步执行,关心的是“过程”和“步骤”。而面向对象,则更像一个餐厅老板,他不去关心具体怎么炒菜,而是先想好需要哪些角色,比如厨师、服务员、收银员,然后让这些“对象”各司其职,通过他们之间的协作来完成“招待客人”这个任务。 女:哦,一个关注做事流程,一个关注角色分工。那面向对象有什么好处呢? 男:没错。相比于面向过程,面向对象因为把功能和数据都封装在“对象”里,所以代码的“易维护性”和“易扩展性”都更好。就像餐厅想增加一个“外卖员”的角色,不会影响到厨师和服务员的工作。而且通过“继承”这样的特性,我们可以很方便地复用代码,比如基于“厨师”这个角色,派生出“川菜厨师”、“粤菜厨师”,提高开发效率。 女:那是不是说面向对象就一定比面向过程好呢? 男:这倒不是,它们各有适用场景。面向过程简单直接,适合处理一些不那么复杂的任务。而面向对象更适合构建大型、复杂的系统。很多人有个误区,觉得面向过程性能一定比面向对象高,其实这不绝对,性能更多取决于具体的实现和运行机制,而不是编程范式本身。 女:明白了。那在面向对象编程里,我们第一步就是要创建对象。创建一个对象用的是什么运算符?另外,我们常说的“对象实体”和“对象引用”又有什么不同? 男:创建对象,我们用的是new运算符。new这个动作,会在内存的“堆”区域里,创建一个实实在在的对象实例,也就是你说的“对象实体”。但我们程序里直接操作的,通常是一个“对象引用”,它存储在内存的“栈”区域,就像一个遥控器,指向堆里的那个对象实体。 女:我好像听过一个比喻,说对象实体是气球,对象引用是牵着气球的绳子。 男:这个比喻非常形象!一根绳子可以不系气球(引用为null),也可以系一个气球。而一个气球,可以被很多根绳子系着(一个对象可以有多个引用指向它)。 女:那我们怎么判断两个对象是不是“相等”呢?是比较对象本身,还是比较牵着它的绳子? 男:这就引出了“对象相等”和“引用相等”的区别。用==运算符比较,就是比较“引用相等”,也就是看两根绳子是不是指向同一个气球。而我们通常说的“对象相等”,是想知道两个不同的气球,它们里面的内容(比如颜色、大小)是不是一样的,这就要用equals()方法了。 女:我来举个例子看对不对。String str1 = "hello"; 和 String str3 = "hello";,因为它们都指向字符串常量池里同一个"hello",所以str1 == str3是true。但String str2 = new String("hello");,这是在堆里新创建了一个对象,所以str1 == str2就是false了。但它们的内容都是"hello",所以用equals()方法比较都是true。 男:完全正确!理解了这个,==和equals的区别就掌握了。 女:我们创建对象时,会用到构造方法。如果一个类我没有给它写任何构造方法,这个程序还能正常跑吗? 男:完全可以。因为如果你不写,Java编译器会“贴心”地为你提供一个默认的、无参数的构造方法。这就是为什么我们new一个对象时,后面总要跟一对括号。但这里有个小陷阱:一旦你手动添加了任何一个构造方法,比如一个有参数的,那编译器就不再提供那个默认的无参构造方法了。所以,一个好习惯是,如果自定义了有参构造方法,最好也把无参的构造方法也写上,能避免不少坑。 女:原来是这样。那构造方法本身有哪些特点呢?它能被子类重写(override)吗? 男:构造方法有三个很明显的特点:第一,它的名字必须和类名完全相同;第二,它没有返回值,连void都不能写;第三,它在new对象的时候会自动被调用。关于重写,答案是“不能”。构造方法是用来创建对象的,每个类的创建方式都是独特的,子类不能也无需去重写父类的构造方法。但是,构造方法可以被“重载”(overload),也就是说一个类里可以有多个构造方法,只要它们的参数列表不同就行。 女:聊到面向对象,就离不开它的三大特征:封装、继承和多态。您能通俗地解释一下吗? 男:当然。先说“封装”,它就像我们用空调,我们只需要用遥控器(方法)来调节温度、模式,而不需要关心空调内部复杂的电路和零件(属性)。封装就是把对象的内部状态信息隐藏起来,只提供有限的、安全的方法给外部访问。 女-:那“继承”呢? 男:继承,就是“龙生龙,凤生凤”。比如,“狗”和“猫”都继承自“动物”,它们都拥有“吃”和“睡”这些动物的共性。同时,“狗”可以有自己独特的“看家”技能,“猫”有“抓老鼠”的技能。继承让我们可以复用代码,并建立起类与类之间的层次关系。 女:那“多态”呢?这个我感觉最抽象。 男:多态,可以理解为“一种事物,多种形态”。比如,我们说“动物在移动”,对于鸟来说,这个移动是“飞”;对于鱼来说,是“游”;对于狗来说,是“跑”。在代码里,就是父类的引用可以指向子类的对象,比如 Animal animal = new Dog();。当你调用animal.move()这个方法时,程序在运行时会自动去执行Dog类里重写过的那个run()方法。这就是多态,它让我们的代码更灵活,更具有扩展性。 女:讲到继承和抽象,就不得不提“接口”和“抽象类”,它们俩长得挺像,都有抽象方法,都不能被实例化,那它们有什么共同点和区别呢? 男:它们确实有共性,都是为了定义一种“规范”。但它们的设计目的完全不同。抽象类,强调的是“is-a”的关系,是一种所属关系,比如“狗”是一个“动物”,它主要是为了代码复用。而接口,强调的是“has-a”的能力,是一种行为契约,比如“鸟”和“飞机”都能“飞”,它们都可以实现一个Flyable接口,但它俩没什么亲缘关系。 女:所以一个是“你是什么”,一个是“你能做什么”。 男:精辟!另外一个核心区别是,Java里一个类只能继承一个父类(单继承),但可以实现多个接口。所以接口的扩展性更强。还有,从Java 8开始,接口变得更强大了,可以有带方法体的default方法和static方法,这让接口和抽象类的界限变得有些模糊,但它们的设计初衷没变。 女:我们操作对象时,有时需要复制一个对象。我听说有深拷贝和浅拷贝,它们有什么区别?还有个引用拷贝又是什么? 男:这三个概念非常重要。我还是用比喻来解释。“引用拷贝”最简单,Person p2 = p1;,这就相当于你只是多复制了一把p1家的钥匙给了p2,p1和p2进的还是同一个家,操作的是同一个对象。 女:那浅拷贝呢? 男:浅拷贝,就像你买了个新房子(新对象),但房子里的家电(对象内部的引用类型属性),你是直接把旧房子的搬过来了。比如Person对象里有个Address对象。浅拷贝后,新旧两个Person对象是独立的,但它们共享同一个Address对象。你改了新Person的地址,旧的那个也跟着变了。 女:我明白了,这就容易出问题。那深拷贝呢? 男:深拷贝就是彻底的复制。不仅买了新房子,还把所有家电也买了一套一模一样新的。也就是说,不仅Person对象是新的,它里面的Address对象也是新复制出来的。这样,两个Person对象就完全独立,互不影响了。 女:讲得太清楚了!现在我们来聊聊一个特殊的类——Object类。它是所有类的父类,它里面有哪些常见的方法呢? 男:Object类里定义了Java对象最基本的一些行为。比如我们刚才聊到的equals()和hashCode(),还有返回对象运行时类型的getClass(),创建对象副本的clone(),以及用于多线程的wait(), notify(), notifyAll()等等。这些方法是所有Java对象都具备的。 女:刚才我们详细对比了==和equals()。那hashCode()这个方法具体有什么用呢? 男:hashCode()返回的是一个整数,叫哈希码或散列码。它的主要作用,是在像HashSet、HashMap这种基于哈希表的集合中,快速确定一个对象应该存放的位置。 女:那为什么要有hashCode呢?只用equals不行吗? 男:好问题!想象一下,一个HashSet集合里已经有了一万个元素,现在你要新加一个,怎么判断它是不是重复了?如果只用equals,你得把新元素和那一万个旧元素挨个比较,效率太低了。有了hashCode就不一样了,HashSet会先计算新元素的哈希码,然后直接找到对应的位置。如果那个位置上一个元素都没有,那说明肯定不重复,直接放进去就行了。 女:那如果那个位置上已经有元素了呢? 男:如果位置上有元素,说明它们的哈希码可能一样,这时候才会调用equals()方法,来精确判断这两个对象是不是真的相等。所以,hashCode就像一个快速筛选器,它大大减少了equals方法的调用次数,极大地提高了效率。 女:我明白了,先用hashCode粗筛,再用equals精判。那为什么重写equals()的时候,必须也要重写hashCode()方法呢? 男:这是Java里一条非常重要的规定。因为规定了:如果两个对象通过equals()方法判断是相等的,那么它们的hashCode()值必须相同。如果你只重写了equals(),而没重写hashCode(),就会破坏这个约定。比如你把两个内容相同的Person对象放进HashSet,equals认为它们是同一个,但hashCode可能不同,HashSet就会把它们都存进去,这就导致集合里出现了重复元素,程序就出错了。 女:原来如此,它们俩必须“同生共死”。聊完了Object,我们来谈谈另一个非常非常重要的类——String。我们经常听到String、StringBuffer、StringBuilder,它们三者有什么区别呢? 男:这是个经典面试题。它们最核心的区别有三点:第一,可变性。String是不可变的,任何对String的修改,比如拼接,都会产生一个全新的String对象。而StringBuffer和StringBuilder是可变的,它们是在原对象上进行修改,效率更高。 女:那StringBuffer和StringBuilder又有什么区别? 男:区别在于线程安全性。StringBuffer是线程安全的,它的方法都加了synchronized同步锁,适合在多线程环境下使用。而StringBuilder是非线程安全的,但正因为没有锁的开销,它的性能比StringBuffer要高一些。所以,总结一下:操作少量数据用String;单线程下操作大量数据用StringBuilder;多线程下用StringBuffer。 女:你刚才说String是不可变的,这到底是为什么呢? 男:String的不可变性,是Java设计者精心设计的结果。主要有两点:第一,String内部用来存字符串的那个字符数组(在Java 9后是字节数组),被private和final修饰了,外部无法访问,也无法改变它的指向。而且String类本身没有提供任何可以修改这个数组内容的方法。第二,String类本身也被final修饰了,这意味着它不能被继承。这就杜绝了有人通过写一个子类来破坏它的不可变性。 女:设计得真严谨!那我们平时用加号+来拼接字符串,比如"a" + "b",底层到底发生了什么?是用StringBuilder吗?
Java基础常见面试题总结(上)女:你好,欢迎收听我们的Java面试小课堂。今天我们来聊聊Java里一些最基础但又特别重要的概念。很多同学在面试的时候,感觉自己都会,但一问就懵。我们今天就来把这些基础知识彻底搞懂。第一个问题,我们常说Java是一门很优秀的语言,那它具体有哪些特点呢? 男:问得好。这几乎是每个Java面试的开场白。简单来说,Java有几个核心特点。首先是“简单易学”,它的语法相对C++要简洁,没有指针这些复杂的概念,上手快。其次,也是最重要的,就是“面向对象”,也就是我们常说的封装、继承、多态,这三大特性是Java设计的基石。 女:嗯,面向对象这个我听得最多。 男:对。还有一个非常经典的特点是“平台无关性”,这得益于Java虚拟机,也就是JVM。我们有句口号叫“Write Once, Run Anywhere”,一次编写,随处运行,说的就是这个。另外,Java天生就支持“多线程”,这在开发高并发应用时非常有优势。当然,还有它的可靠性,比如自带异常处理和垃圾回收机制;以及安全性,通过各种机制限制程序直接访问操作系统。最后,也是我认为现在Java最强大的地方,是它“强大的生态”。 女:生态?你指的是像Spring、MyBatis这些框架吗? 男:完全正确。相比于跨平台这些特性,现在通过Docker等虚拟化技术也很容易实现。但Java发展这么多年积累下来的庞大、成熟的开源社区和框架,才是它真正的护城河。无论你想做什么,几乎都能找到现成的、高质量的解决方案。这才是它至今仍然是企业级开发首选的核心原因。 女:原来如此,生态才是王道!刚才你提到了JVM,那我们经常听到的JVM、JDK、JRE,这三个到底是什么关系啊? 男:这个问题很关键。我给你打个比方吧。假设你想开一家餐厅。JRE,Java运行环境,就好比是餐厅的厨房,里面有炉子(JVM)和基本的厨具、调味料(Java基础类库)。只要有这个厨房,你就可以做出菜肴(运行Java程序)。 女:那JDK呢? 男:JDK,Java开发工具包,就是一整套的中央厨房解决方案。它不仅包含了厨房本身(JRE),还给了你菜谱、厨师刀具、甚至是食品安全检测员(比如编译器javac、调试器jdb等)。所以,如果你只是个食客(用户),只需要JRE就够了。但如果你是厨师(开发者),那你就需要JDK来创造新的菜肴(编写和编译程序)。 女:这个比喻很形象!所以JDK是给开发者用的,包含了JRE,而JRE是运行Java程序必需的,它又包含了JVM。那JVM,也就是Java虚拟机,它具体是做什么的呢? 男:JVM的核心作用就是实现我们刚才说的“平台无关性”。我们写的Java代码(.java文件),通过JDK里的编译器(javac)编译后,会生成一种叫做“字节码”的文件(.class文件)。这个字节码不是针对任何具体操作系统的,比如Windows或Linux。它只面向JVM。 女:所以,只要在不同的操作系统上安装对应版本的JVM,这个JVM就能读懂同一个字节码文件,然后翻译成当前系统能懂的机器码去执行? 男:完全正确!这就是“一次编译,随处运行”的秘密。字节码就像一种世界通用语,而每个平台上的JVM就是当地的翻译官。所以,Java程序的可移植性非常好。 女:那我们是不是可以说,Java是一门解释型语言,因为字节码需要JVM来解释执行? 男:这是一个非常经典的问题,标准答案是:Java是“编译与解释并存”的语言。 女:哦?这话怎么说? 男:你看,我们的Java源代码首先被编译成了字节码,这是“编译”的过程,像C++那样的编译型语言。然后,JVM在运行时,一开始确实是通过解释器逐行解释执行字节码,这个过程效率比较低,这是“解释”的过程。但JVM非常智能,它内部还有一个叫JIT的东西,全称是Just-In-Time Compiler,即时编译器。 女:即时编译器?它做什么用? 男:JIT会监控哪些代码被频繁执行,也就是所谓的“热点代码”。对于这些热点代码,JIT不再逐行解释,而是在运行时把它们一次性编译成当前平台最高效的本地机器码,并缓存起来。下次再执行这段代码时,就直接运行编译好的机器码,速度会快得多。所以,Java是先编译成中间语言(字节码),再在运行时通过解释和即-时编译结合的方式执行。这就是“编译与解释并存”的含义。 女:我明白了,JIT就像一个聪明的翻译,发现客户老是问同一句话,他就干脆把答案写在纸上,下次直接递过去,比每次都重新翻译快多了。那既然有JIT这种运行时编译,我好像还听说过一个叫AOT的技术?它又是什么?有什么优点,为什么不全部用它呢? 男:AOT,全称Ahead-of-Time Compilation,意思是“提前编译”。它和JIT正好相反,它不是在运行时编译,而是在程序运行之前,就直接把字节码或者源代码完整地编译成本地机器码。像C++、Go这些语言就是典型的AOT模式。 女:那听起来AOT启动速度会很快啊,因为它省去了运行时解释和JIT预热的时间。 男:是的,这正是AOT最大的优点。它的启动速度快,内存占用也更少,因为不需要JIT编译器在运行时耗费资源。这在对启动性能要求很高的云原生和微服务场景下非常有吸引力。 女:既然AOT这么好,为什么我们不干脆把所有Java程序都用AOT编译呢? 男:好问题。主要有两个原因。第一,JIT在程序长时间运行后,通过收集各种运行时信息,能做出更精准的优化,所以它的峰值性能(极限处理能力)通常比AOT更高。第二,也是更关键的一点,AOT无法很好地支持Java的一些动态特性,比如反射、动态代理。很多主流框架,比如Spring,就大量依赖这些动态特性。如果全部AOT,这些框架就没法用了,或者需要做大量的改造和适配。所以,JIT和AOT各有优劣,是不同场景下的选择,而不是谁取代谁的关系。 女:原来是这样。聊了这么多Java的底层机制,我们再来和另一门很经典的语言对比一下吧。面试时也常被问到,Java和C++的区别是什么? 男:嗯,即使没写过C++,这个问题也要了解。它们都是面向对象的语言,但区别很明显。第一,Java更安全,它没有C++里“指针”的概念,程序员不能直接操作内存,避免了很多内存错误。第二,Java是单继承,一个类只能有一个父类,但可以通过接口实现多继承的效果;而C++支持多重继承。第三,也是对开发者最友好的,Java有自动内存管理,也就是垃圾回收(GC),我们不用手动释放内存,而C++需要。第四,Java只支持方法重载,而C++还支持运算符重载,比如你可以自己定义加号(+)的行为,Java为了保持简洁性去掉了这个特性。 女:明白了。现在我们从概念转向更具体的语法。我们在写代码的时候,都会写注释,这个很简单,但它有哪几种形式呢? 男:Java的注释主要有三种。第一种是“单行注释”,用两个斜杠//,通常用来解释某一行代码。第二种是“多行注释”,用/*和*/包起来,可以注释一大段代码。第三种是“文档注释”,用/**和*/包起来,这种注释很特别,可以通过工具(比如javadoc)自动生成API文档。 女:那是不是注释写得越详细越好? 男:恰恰相反。有一本经典的书叫《Clean Code》,里面强调:好的代码本身就是最好的注释。我们应该努力让代码变得清晰易懂,而不是用复杂的注释去解释糟糕的代码。比如,你有一段if判断,与其在上面写一长串注释说“检查员工是否享受全额福利”,不如把这个判断逻辑封装成一个方法,命名为isEligibleForFullBenefits(),这样代码读起来一目了然。 女:有道理,让代码“自解释”。那我们写代码时要起各种名字,比如类名、变量名,这些叫“标识符”,另外还有一些词比如public、class,这些叫“关键字”,它俩有什么区别? 男:这个区别可以用一个生活中的例子来理解。你想开个店,给店起个名字,比如“小明的小卖部”,这个店名就是“标识符”,是你自己定义的。但是,你不能给你的店起名叫“警察局”,因为“警察局”这个名字已经被赋予了特殊的含义,是系统专用的,它就是“关键字”。所以,关键字就是被Java语言赋予了特殊含义、我们不能另作他用的标识符。 女:哈哈,这个比喻我记住了。那Java里的关键字具体有哪些呢?需要都背下来吗? 男:不需要死记硬背。你只要知道它们大概分为几类就行了,比如用于访问控制的private, public;用于定义类和继承的class, extends;用于程序流程控制的if, else, for, while;还有定义基本数据类型的int, double等等。有个小技巧,所有的关键字都是小写的,在IDE里它们通常会高亮显示,所以你写代码时自然就熟悉了。 女:嗯,那在流程控制里,有三个词经常让人有点混,就是continue、break和return,它们仨的区别是什么? 男:这三个确实需要精准区分。我给你一个场景:你在一个for循环里。continue的作用是“跳过本次循环”,直接开始下一次。比如循环到一半,符合某个条件,continue后面的代码就不执行了,直接进入下一轮循环。break的作用是“终结整个循环”,一旦遇到break,整个循环立刻结束,程序会跳到循环外面的下一行代码继续执行。而return更彻底,它是“结束整个方法”,不管你在几层循环里,一旦遇到return,整个方法就结束了,并返回一个值(如果方法有返回值的话)。 女:所以continue是跳过一次,break是跳出循环,return是跳出方法。作用范围一个比一个大。 男:完全正确。理解了这个,看懂很多复杂的循环逻辑就不难了。 女:好的,语法部分我们先聊到这。接下来我们聊聊数据。Java中有哪些基本数据类型呢? 男:Java有8种基本数据类型。可以分成四大类:首先是整数类型,有byte、short、int、long,它们表示的范围从小到大。然后是浮点类型,也就是小数,有float和double。接着是字符类型char,用来表示单个字符。最后是布尔类型boolean,它只有两个值:true和false。 女:我们定义变量时,既可以用像int这样的基本类型,也可以用Integer这样的包装类型,它俩有什么区别呢?